武汉智慧农研-鱼菜共生的技术原理

鱼菜共生的技术原理就是自然界物质循环的方式之一（图1），即以水为媒介，建立水产养殖动物与植物，植物与微生物以及微生物与微生物之间的互利共生机制，

以促进微生物对养殖有机废弃物的矿化分解和植物对营养物质的吸收利用，从而实现“养鱼不换水而无水质忧患，种菜不施肥而正常成长”的生态共生效应。

鱼菜共生系统中，随着鱼类排泄物和饲料残渣的增多，异养微生物（包含氨化菌）首先开始繁殖，有机废物被分解并矿化为小分子营养物质，为自养菌（包含硝化***）的繁殖提供了条件。其中，有机物质当中的含氮物质经氨化作用转化为氨氮（NH3-N），在硝化***的作用下，NH3-N被氧化为NO2-N,并进一步被氧化为NO3-N，致使NH3-N以及NO2-N含量逐渐下降并趋于零，而NO3-N含量逐渐上升。此时，微生物的代谢旺盛，系统对有机物质的净化能力强。故NO3-N的出现是系统微生态开始建立的主要标志。养殖有机废弃物在微生物的作用下被逐级矿化，继而成为养分被植物根系吸收，从而实现对养殖水体的净化。

武汉智慧农研-鱼菜共生UVI模式

UVI模式是很早的鱼菜共生商业化生产型系统[6]，由养殖区、矿化区（沉淀、过滤和硝化池）、种植床三个板块组成（图2），种植床采用深液流栽培方式（DFT）。养殖产生的有机废弃物质在沉淀、过滤、硝化的环节中逐步矿化后，被输送到种植区，为植物的生长提供了大部分的营养物质，植物吸收净化后的水体再回到养殖区，实现养殖水体的循环利用。

但生产型UVI系统的后期维护，对技术的要求较高。UVI模式系统中，微生物多样性受人为控制因素（PH、T 、DO）的影响而受到***，因而，UVI系统需要根据水质理化指标向系统中加入微生物制剂，以维持微生物的多样性来确保营养物质的有效矿化。此外，部分有机物质在沉淀之后被排放到了系统之外，而溶解于水体当中的有机物质满足不了植物生长对营养的需求，这导致了UVI系统早期植物缺素的生理异常，同时养殖水体酸等一系列问题都需要技术维护来保持系统的生态平衡。

武汉智慧农研-鱼菜共生I***S模式及虹吸粒培系统

I***S系统即潮汐砂培（粒培）系统，养殖水体被抽吸到砂培种植床并通过水泵的定时开闭来实现种植床的潮汐，水体中的有机物质被过滤并沉积在砂床的表面，微生物对不断积累的有机物质进行分解矿化，给植物提供养分，植物吸收净化后的水体再回到养殖区，实现养殖水体的循环利用。

虹吸粒培系统是在I***S系统基础之上演变而来，砂培种植床被分隔为单个介质（陶粒、鹅卵石、砾石、火山岩等）种植箱，箱内部设置虹吸装置，夏体式鱼池搭配种植箱。养殖水体被抽吸到种植箱，水位达到一定高度后虹吸自启动，将种植箱内的水排掉，残饵和粪便被介质过滤，并在箱内被微生物逐步分解矿化，给植物提供营养，被介质过滤以及植物吸收净化后的水体再回到鱼池，从而实现养殖水体的循环利用。

武汉智慧农研-鱼菜共生种养分离（松耦合）模式及智能化鱼菜系统

种养分离（松耦合）系统，通过将系统分隔为三个***的板块进行运转，即养殖区，微生物处理区（矿化处理区），种植区。养殖产生的有机废弃物被单独分离，不参与系统循环，经发酵系统制成液态有机肥，再输入到栽培区，同时将外源基质肥作为二培基质，共同为蔬菜提供养料。而被过滤后的水体被生物滤池处理后再回到养殖区。系统运行中，以youzhi的条件来对三个板块进行***操控，因此，对于系统水体理化指标，生物质因素的改变，则是采取分隔处理的原则，同时满足养殖鱼类，微生物以及植物对不同环境条件的需求。

而智能化鱼菜系统则是基于UVI模式系统或/和种养分离（松耦合）系统的基础再融入现代农业技术，通过增加设施设备投入来优化生产环境、精准控制系统各个板块的反应进程来建设系统和实现生产管理。